钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金具有密度低、比强度高、耐蚀性好、导热率低、可焊接、生物相容性好、表面可装饰性强等特性,广泛应用于航空、航天、化工、石油、电力、医疗、建筑、体育用品、家居生活等领域。世界上许多国家都已经认识到钛合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。
那么,钛金属具有诸多优点,那么钛金属的具体用途都有哪些呢?
航空航天:喷气发动机部件、机身部件、火箭、人造卫星等部件;
化学、石油化工和一般工业:尿素、乙酸、丙酮,苏打,表面处理,冶金,环保;
发电和海水淡化:核电、火电、地热发电、蒸发式海水淡化装置;
海洋开发和能源:石油天然气开采,石油精炼、LNG,深海艇、海洋温差发电,水产养殖,核废物处理/再处理/浓缩 ;
建筑:屋顶、大厦外装、港湾设施、桥梁、海底隧道等;
交通运输设备:汽车部件,船用部件,铁路等;
医疗:人造骨骼、牙齿、心脏支架等 (钛在医疗领域有着广泛的应用。钛与人体骨骼接近,对人体组织具有良好的生物相容性、无副作用。人体植入物是与人的生命和健康密切相关的特殊的功能材料。同其它金属材料相比较,使用钛及钛合金的优势主要有质轻、弹性模量低、无磁性、抗腐蚀性、强度高、韧性好);
体育用品:自行车、登山杖、高尔夫球杆等体育娱乐用品;
家居生活:钛锅、钛餐具、钛茶具、钛保温杯、钛电热水壶等。
中国已成为全球的钛金属生产国和消费国之一,可见,钛市场的前景比较光明。
日本钛工业的民用技术走在了世界前列,。与美国不同,日本95%的钛材用于航空之外的领域,其民用钛制品遍及化工、石化、建筑、冶金、医疗、汽车、摩托车、体育(高尔夫球具、网球拍、渔具,钓鱼船等)、日用电子产品(照相机,手表、复印机、打字机、手机、手提电脑等)、炊具(刀、叉、锅、铲等)各个门类
钛是同素异构体,熔点为1668℃,因具有质量轻、强度高、耐热性高、耐低温性能好等特点,是非常重要的航天、航空材料。
沉于深海30至50年不生锈,在介质中稳定,在空气或含氧的介质中会生成氧化膜。“王水”对钛也“无可奈何”。
不含有害重金属,无害,无磁性,与人体组织及血液有相溶性。
钛能与铁、铝、钒或钼等其他元素熔成合金,造出高强度的轻合金,在各方面有着广泛的应用,包括航天(喷气发动机及航天器)、军事、工业程序(化工与石油制品、海水淡化及造纸)、汽车、农产食品、医学(义肢、骨科移植及牙科器械与填充物)、厨房用具 运动用品、珠宝及手机等等。[4]。钛最有用的两个特性是,抗腐蚀性,及金属中的高强度-重量比[7]。在非合金的状态下,钛的强度跟某些钢相若,但却还要轻45%[8]。有两种同素异形体[9]和五种天然的同位素,分别为:46Ti(8.25%)、47Ti(7.44%)、48Ti(73.72%)49Ti(5.41%)50Ti(5.18%)。[3] 钛的化学性质及物理性质和锆相似,这是因为两者的价电子数目相同,并于元素周期表中同属一族。